ევოლუციის მექანიზმები.
რა არის ევოლუცია?
ევოლუცია არის სიცოცხლის განვითარება დედამიწაზე.
ეს არის პროცესი, რომელიც დაიწყო მილიარდობით წლის წინ და გრძელდება დღემდე.
ევოლუცია გვეუბნება, თუ როგორ იყო შესაძლებელი სიცოცხლის უზარმაზარი მრავალფეროვნების განვითარება.
ის გვიჩვენებს, თუ როგორ შეეძლო პრიმიტიულ პროტოზოას, გამხდარიყო მილიონობით განსხვავებული სახეობა, რომლებსაც დღეს ვხედავთ.
ევოლუცია, ამგვარად, არის პასუხი კითხვაზე, რომელიც ყველას გვაწუხებდა ტაქსასა და გერმანული დოგის ერთად დანახვისას:
როგორ არის შესაძლებელი, საერთო წინაპრებისგან მიგვეღო შთამომავლები, რომლებიც ასე განსხვავებულად გამოიყურებიან ერთმანეთისგან?
ამ შეკითხვაზე პასუხის გასაცემად, მოდით, ვკონცენტრირდეთ ცხოველებზე და გამოვრიცხოთ სიცოცხლის სხვა ფორმები, როგორებიცაა სოკოები და მცენარეები.
პირველი შეკითხვა, რომელიც უნდა დავსვათ, არის: როგორ შეიძლება, ერთი ცხოველიდან განვითარდეს ცხოველის სრულიად ახალი სახეობა?
აჰ, აქვე პატარა შეკითხვაც: მაინც რა არის სახეობა?
სახეობა არის ცხოველების ერთობლიობა, რომლებსაც შეუძლიათ შთამომავლობის დატოვება ერთად,
როდესაც შთამომავალს ასევე შეუძლია გამრავლება.
ამ პასუხის უკეთესად გასაგებად, მოდით, უკეთესად დავაკვირდეთ შემდეგ საკითხებს:
ცოცხალი არსებების უნიკალურობა გარანტირებულია შთამომავლობის ჭარბწარმოებითა და მემკვიდრეობითობით;
ასევე, მეორე საკვანძო საკითხით, გადარჩევით.
მოდით, დავიწყოთ უნიკალურობით. ყველა ცოცხალი არსება უნიკალურია და ეს ევოლუციის აუცილებელი ასპექტია.
სახეობის წევრები, შესაძლოა, ძალიან ჰგავდნენ ერთმანეთს შესახედაობით;
თუმცა, თითოეულ მათგანს სხვებისგან ოდნავ განსხვავებული ხასიათი და ნიშან-თვისებები გააჩნია.
ისინი, შეიძლება, იყვნენ უფრო დიდები, მსუქნები, ძლიერები, ან გაბედულები, ვიდრე მათი თანამოძმე ცხოველები.
კეთილი, რა შეიძლება იყოს ამ განსხვავებების მიზეზი? მოდით, უფრო ახლოდან დავაკვირდეთ არსებას.
ყველა არსება უჯრედებისგან შედგება. ამ უჯრედებს ბირთვები გააჩნია.
ბირთვი შეიცავს ქრომოსომებს, ქრომოსომები კი — დნმ-ს.
დნმ შედგება სხვადასხვა გენებისგან; სწორედ ეს გენები წარმოადგენს სიცოცხლის ინფორმაციულ გადამტანებს.
ისინი შეიცავს ინსტრუქციებსა და განკარგულებებს უჯრედებისთვის და განსაზღვრავს ნიშან-თვისებებსა და ხასიათს, რაც ცოცხალ არსებებს გააჩნიათ;
სწორედ დნმ-ია ის, რაც ყველა არსებას უნიკალური აქვს.
ის ოდნავ განსხვავებულია ინდივიდიდებს შორის, რაც მათი ნიშან-თვისებებს შორის მცირედ განსხვავებებებს განაპირობებს.
მაგრამ როგორ იქმნება ასეთი უზარმაზარი რაოდენობის დნმ?
ერთ-ერთი უმთავრესი ფაქტორი არის შთამომავლობის ჭარბწარმოება.
ბუნებაში ვხედავთ, რომ არსებები, ზოგადად, იმაზე გაცილებით მეტ შთამომავლობას ტოვებენ, ვიდრე საჭიროა
მათი სახეობის გადასარჩენად, რის შედეგადაც ბევრი შთამომავალი ადრევე კვდება.
ხშირად შთამომავლობა იმაზე მეტიც კი არის, ვიდრე მათ საცხოვრებელ გარემოს შეუძლია ხელი შეუწყოს.
ეს ერთ-ერთი ფაქტორია მზარდი მრავალფეროვნების სახეობის შიგნით.
რაც უფრო მეტი შთამომავლის წარმოება ხდება, მით უფრო მეტ მცირე განსხვავებას აქვს ადგილი
და ეს სწორედ ის არის, რაც ბუნებას „უნდა“: რაც შეიძლება მეტი მცირე განსხვავება.
ინდივიდის უნიკალურობის მეორე მთავარი მიზეზი თვითონ მემკვიდრეობითობაში ვლინდება.
ჰო, მართლა, მემკვიდრეობითობა ნიშნავს დნმ-ის შთამომავლობაზე გადაცემას.
ამ პროცესში ორი საინტერესო ფაქტორი მონაწილეობს: რეკომბინაცია და მუტაცია.
რეკომბინაცია ორი არსების დნმ-ის შემთხვევითი შერევაა.
როდესაც ორ არსებას ერთმანეთი უყვარდება და წყვილდებიან, ისინი მათი გენების რეკომბინაციას ორჯერ ახდენენ.
პირველად, ამას ცალ-ცალკე აკეთებენ, როდესაც ისინი გამეტებს გამოიმუშავებენ, რომლებიც სპერმატოზოიდები და კვერცხუჯრედებია.
გამეტები იღებს გენების ნახევარს და ურევს მათ.
მეორე რეკომბინაცია ხდება მაშინ, როცა მამრი ანაყოფიერებს მდედრს.
თითოეული მშობელი საკუთარი დნმ-ის 50%-ს უზრუნველყოფს; ანუ, სხვანაირად რომ ვთქვათ, მისი უნიკალური ხასიათისა და ნიშან-თვისებების 50%-ს.
შემდეგ, მათი რეკომბინაცია, ან შერევა ხდება, რისი შედეგიც ახალი შთამომავლობაა.
ამ შთამომავლობას დნმ-ის შემთხვევითი ნარევი გააჩნია და, შესაბამისად, მათი მშობლების ხასიათი და ნიშან-თვისებები.
ეს კიდევ უფრო ზრდის მრავალფეროვნებას და განსხვავებებს სახეობის შიგნით,
მაგრამ მუტაციებიც, აგრეთვე, მნიშვნელოვანია ევოლუციისთვის.
მუტაციები არის შემთხვევითი ცვლილებები დნმ-ში.
ისინი, ასევე, შეგვიძლია აღვწეროთ, როგორც კოპირების შეცდომები დნმ-ში,
გამოწვეული ტოქსინებითა და სხვა ქიმიური ნივთიერებებით, ან რადიაციით.
მუტაციას ადგილი აქვს, როდესაც დნმ-ის ნაწილი იცვლება.
ხშირად, ეს ცვლილებები უარყოფითია და, შეიძლება, გამოიწვიოს დაავადებები, როგორიც არის სიმსივნე.
თუმცა მათ, ასევე, შეიძლება, ჰქონდეთ ნეიტრალური ან დადებითი ეფექტებიც,
როგორიცაა ადამიანებში თვალის ლურჯი ფერი, რომელიც ერთ-ერთი ასეთი შემთხვევითი მუტაციაა.
ყველა შემთხვევაში, მუტაციამ გავლენა უნდა მოახდინოს გამეტაზე, რომელიც არის სპერმატოზოიდი ან კვერცხუჯრედი,
რადგან მხოლოდ გამეტებში არსებული დნმ გადაეცემა შთამომავლობას.
ეს, ასევე, არის მიზეზი, თუ რატომ ვფარავთ ჩვენს სქესობრივ ორგანოებს რენტგენის გადაღებისას, როდესაც ჩვენი სხეულის სხვა ნაწილები არ არის რისკის ქვეშ.
ამგვარად, საბოლოოდ, მემკვიდრეობითობის პროცესში, არსებები საკუთარ ნიშან-თვისებებს შთამომავლობას გადასცემენ დნმ-ის სახით.
რეკომბინაცია და მუტაცია ცვლის დნმ-ს ისე, რომ ყოველი შვილი გამოიყურება მათი დედმამიშვილებისგან განსხვავებულად
და ღებულობს მათი მშობლების ნიშან-თვისებების შემთხვევით ნარევს.
აქ არის საკვანძო სიტყვა: შემთხვევითი.
ყველა ეს პროცესი ეფუძნება შანსებს.
შემთხვევითი რეკომბინაცია და მუტაცია განაპირობებს ინდივიდებს ხასიათებისა და ნიშან-თვისებების შემთხვევითი ნარევებით,
რომლებიც, თავის მხრივ, ასევე ურევენ მათ შემთხვევით და გადასცემენ შემდეგ თაობას.
მაგრამ როგორ შეიძლება, ამდენი რამე იყოს დამოკიდებული შანსებზე, როდესაც ყოველი არსება ასე სრულყოფილად არის მორგებული საკუთარ გარემოზე?
მაგალითისთვის, მოჩვენებისებრი მწერი, კოლიბრი და ბაყაყთევზა.
ამაზე პასუხს გვაძლევს მეორე საკვანძო საკითხი: გადარჩევა.
თითოეული ინდივიდი ექვემდებარება ბუნებრივი გადარჩევის პროცესს.
როგორც უკვე ვისწავლეთ, თითოეული ინდივიდი, ასე თუ ისე, განსხვავდება მათი თანამოძმეებისგან
და არსებობს ფართო ვარიაციები სახეობის შიგნით.
გარემოს ზეგავლენა გავლენას ახდენს ცოცხალ არსებებზე. ეს ე.წ. გადარჩევის ფაქტორები მოიცავს:
მტაცებლებს, პარაზიტებს, იგივე სახეობის ცხოველებს, ტოქსინებს, საცხოვრებელი ადგილის ან კლიმატის ცვლილებებს.
გადარჩევა არის პროცესი, რომელსაც თითოეული ინდივიდი ექვემდებარება.
ყველა არსებას ხასიათისა და ნიშან-თვისებების უნიკალური ნაკრები გააჩნია.
ეს ნაკრები ეხმარებათ მათ საკუთარ გარემოში გადასარჩენად, ან, ზოგ შემთხვევაში, ვერ ეხმარებათ.
გამოუსადეგარი ნაკრების მქონე ყველა არსება გარემოდან გადარჩეული იქნება.
სწორი ნაკრების მქონეები გადარჩებიან და შეეძლებათ თავიანთი გაუმჯობესებული ხასიათისა და ნიშან-თვისებების გავრცელება შემდეგ თაობებში.
სწორედ ამიტომ არის მრავალფეროვნება ასეთი მნიშვნელოვანი.
სწორედ ამიტომ ცდილობენ არსებები, შექმნან რაც შეიძლება განსხვავებული შთამომავლები.
ამით ისინი ზრდიან ალბათობას, რომ მათი ერთი შთამომავალი მაინც გადალახავს ბუნებრივი გადარჩევის პროცესს.
ისინი მათი გადარჩენის შანსებს ზრდიან.
ამის კარგი მაგალითი შეგვიძლია შორეულ კუნძულზე მცხოვრებ სკვინჩების (მთიულასებრთა) ჯგუფში ვნახოთ.
ისინი მეცნიერების სამყაროში ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ცხოველები არიან
და ცნობილნი არიან, როგორც დარვინის სკვინჩები (მთიულასებრნი), მათი აღმომჩენის, ჩარლზ დარვინის პატივსაცემად. ეს კი მათი ისტორიაა.
რამდენიმე ასწლეულის წინ, სკვინჩების პატარა ჯგუფი გალაპაგოსის კუნძულებზე აღმოჩნდა, წყნარი ოკეანის შუაგულში, სავარაუდოდ, ძლიერი ქარიშხლის შედეგად.
სკვინჩები მათთვის სრულიად ახალ გარემოში აღმოჩნდნენ,
ნამდვილ სკვინჩების სამოთხეში: უხვი საჭმლითა და არცერთი მტაცებლით.
ისინი გამრავლდნენ სწრაფად და დიდი რაოდენობით. კუნძულები მალე სკვინჩებით გაივსო.
ეს ნიშნავდა, რომ საჭმლის მარაგი სულ უფრო მეტად მწირი ხდებოდა.
სკვინჩების სამოთხეს შიმშილობა დაემუქრა და მეგობარი სკვინჩები მეტოქეები გახდნენ.
აქ კი გადარჩევა ჩაერია.
მათი ინდივიდუალურობა და მცირე განსხვავებები, ამ შემთხვევაში — მათი ოდნავ განსხვავებული ნისკარტები,
ნიშნავდა, რომ ზოგიერთ ჩიტს შეეძლო, აერიდებინა მეტოქეობა მათ თანამოძმე სკვინჩებთან.
ზოგიერთის ნისკარტი უფრო მოსახერხებელი იყო ჭიების ამოთხრისთვის.
სხვა სკვინჩებს შეეძლოთ მათი ნისკარტების უკეთ გამოყენება მარცვლეულის დასამტვრევად.
შედეგად, სკვინჩები ეკოლოგიურ ნიშებში გადანაწილდნენ. ამ ნიშებში, ისინი ზედმეტი მეტოქეობისგან დაცულნი იყვნენ.
მათ მალევე დაიწყეს შეწყვილება, ძირითადად, იმ სკვინჩებთან, რომლებიც იგივე ნიშას განეკუთვნებოდნენ.
მრავალი თაობის განმავლობაში, ეს ნიშან-თვისებები გაუმჯობესდა,
რამაც სკვინჩებს საშუალება მისცა, წარმატებულად გამოეყენებინათ საკუთარი ნიშები.
ჭიისმთხრელებსა და მარცვლეულისმტვრეველებს შორის განსხვავებები იმდენად დიდი გახდა,
რომ მათ ერთმანეთთან შეწყვილებაც კი აღარ შეეძლოთ; შედეგად, გაჩნდა სხვადასხვა სახეობები.
დღეისათვის, გალაპაგოსის კუნძულებზე სკვინჩების (მთიულასებრთა) 14 სახეობა ბინადრობს;
აქედან ყოველი მათგანი, განსაცდელში ჩავარდნილი სკვინჩების ერთი გუნდის შთამომავალია.
ასე ხდება ევოლუციის მიერ ახალი სახეობების წარმოშობა:
უნიკალური ინდივიდების ურთიერთქმედებით,
შთამომავლობის ჭარბწარმოებით,
რეკომბინაციითა და მუტაციით მემკვიდრეობითობაში,
საბოლოოდ კი — გადარჩევით.
რატომ არის ეს ასეთი მნიშვნელოვანი?
ის გვეუბნება, თუ საიდან წარმოიშვა სიცოცხლის მრავალფეროვნება და რატომ არიან ცოცხალი არსებები ასე სრულყოფილად მორგებულნი საკუთარ საცხოვრებელ გარემოზე.
მაგრამ ის, ასევე, პირადად ჩვენც გვეხება.
თითოეული პიროვნება არის შედეგი 3,5 მილიარდი წლის ევოლუციის და ეს პირადად თქვენც მოგიცავთ.
თქვენი წინაპრები იბრძოდნენ და ეგუებოდნენ გარემო-პირობებს, რათა გადარჩენილიყვნენ.
გადარჩენა კი უაღრესად საეჭვო იყო.
თუ მხედველობაში მივიღებთ, რომ ყველა იმ სახეობის 99%, რასაც კი ოდესმე უარსებია, გადაშენდა,
შეგიძლიათ, თქვენი თავი წარმატების ისტორიაში მოისაზროთ.
დინოზავრები გაქრნენ, მაგრამ თქვენ ცოცხალი ხართ, უყურებთ ამ ვიდეოს,
რადგან თქვენ საოცრად განსაკუთრებული ხართ; ისევე, როგორც სხვა ცოცხალი არსებები, რომლებიც დღეს არსებობენ:
განუმეორებელი და უნიკალური სამყაროში.